Rimuovere le tossine dalle patate e dai pomodori

Le piante di patate producono naturalmente sostanze chimiche che le proteggono dagli insetti. Le sostanze chimiche, chiamate glicoalcaloidi steroidei, o SGA, si trovano in grandi quantità nelle parti verdi delle bucce di patate e nelle aree di germinazione. Essi rendono le patate non sicure per gli insetti e per gli esseri umani.

“Questi composti sono fondamentali per le piante per scongiurare gli insetti, ma rendono non commestibili alcune parti di queste colture”, ha detto Adam Jozwiak, un biochimico molecolare UCR che ha guidato lo studio. “Ora che abbiamo scoperto il percorso biosintetico, possiamo potenzialmente creare piante che producono questi composti solo nelle foglie mantenendo le parti commestibili al sicuro”.

La luce solare può indurre la produzione di SGA nei tuberi di patate - la parte della pianta di patate che viene mangiata - anche dopo che sono stati raccolti. Identificando un meccanismo genetico chiave nella produzione di SGA, i ricercatori di UC Riverside possono essere in grado di ridurre la tossicità delle patate preservando le difese naturali delle piante. Portare SGA fuori dalle patate li renderà anche più facili da conservare e trasportare all’aria aperta.

La ricerca, pubblicata su Science, si concentra su una proteina soprannominata "GAME15", che svolge un ruolo chiave nella direzione della produzione della pianta di SGA. Questa proteina agisce sia come enzima che come un ponteggio, organizzando altri enzimi in una "fabbrica di conversione" che produce in modo efficiente SGA impedendo ai composti tossici di fuoriuscire in altre parti delle cellule vegetali, dove avrebbero devastato.

I pomodori producono anche SGA, principalmente nel frutto verde e arpeto, così come nelle foglie, negli steli e nelle radici delle piante. Quando i ricercatori hanno messo a tacere il gene GAME15 nei pomodori, hanno eliminato la produzione SGA, ma hanno anche reso le piante altamente sensibili ai parassiti.

Istituendo gli impianti per controllare quando e dove vengono prodotte le SGA, ad esempio, nelle foglie ma non le patate stesse, i ricercatori prevedono colture che possono essere immagazzinate senza il rischio di tossicità dall’esposizione alla luce solare.

"Potresti conservare le patate nella tua cucina e non preoccuparti dell'esposizione al sole, il che le fa produrre più SGA. E poi potresti mangiarli quando vuoi, riducendo lo spreco di cibo ", ha detto Jozwiak.

Inoltre, i risultati potrebbero consentire l’uso di altre parti di piante, come le foglie, per gli alimenti in ambienti spaziali limitati come le missioni spaziali o i sistemi di allevamento verticale. "Per l'agricoltura spaziale, dove ogni parte di una pianta potrebbe aver bisogno di essere commestibile, questi risultati sono particolarmente promettenti", ha detto Jozwiak.

Il frutto verde può essere tossico, ma durante la maturazione di queste molecole si convertono in qualcosa di commestibile. Limitando le SGA a parti non commestibili delle piante, sia gli agricoltori che i consumatori potrebbero beneficiare di colture più sicure e versatili.

“Il nostro lavoro dimostra che le piante si sono evolute in modi ingegnosi per bilanciare la crescita, la riproduzione e la difesa”, ha detto Jozwiak. “Comprendere questi sistemi ci permette di ridisegnare le colture per soddisfare le esigenze moderne senza compromettere la loro capacità di prosperare”.